多年来，C130富勒管——由130个碳原子组成的分子——只存在于理论上。现在，在一个国际科学家团队的带领下，一名UdeM物理学博士生成功地在现实生活中展示了它们，甚至还成功地拍下了一些照片。
去年10月，这一发现首次在网上发表，由博雷特担任一个跨大学团队的首席科学家，该团队还包括来自普渡大学、弗吉尼亚理工大学和田纳西州橡树岭国家实验室的研究人员。
富勒管基本上是碳原子的集合，排列形成一个封闭的管状笼。它与富勒烯有关，富勒烯分子被表示为相互连接的六边形和五边形的笼子，具有各种各样的大小和形状。
例如，C60富勒烯由60个碳原子组成，形状像足球。它相对较小，呈球形，而且非常丰富。C120富勒烯不太常见。它们较长，形状像一个管子，两端都有两个C60富勒烯。
在煤烟中发现
C130富勒管(或C130- d5h，它的全名)比C120更长，甚至更罕见。为了分离它，波雷特和他的团队在两个石墨电极之间产生了一个电弧，产生了含有富勒烯和富勒管分子的烟灰。然后用密度泛函理论(DFT)计算了这些分子的电子结构。
“利用量子力学原理，DFT使我们能够利用物理学的基本规则计算电子结构并预测分子的性质，”Bourret的论文导师，UdeM物理学教授Michel Côté解释说，他是该大学库尔图瓦研究所的研究员。
使用特殊的软件，波雷特能够描述C130分子的结构:它是一个两端有两个半球的管子，使它看起来像一个微观胶囊。它的长度不到2纳米，宽度不到1纳米。
“电子管的结构基本上是由排列成六边形的原子组成的，”波雷特说。“在两端，这些六边形由五边形连接，形成圆形。”
2014年，波雷特开始在他当时的导师、牛津大学数学教授吉里·帕特拉(Jiri Patera)的指导下进行富勒管的理论研究。2022年1月帕特拉去世后，波雷特找到了Côté，后者成为了他的新上司。
2020年的存在
在此之前两年，波雷特读过普渡大学韦恩堡分校教授史蒂文·史蒂文森的一篇文章，文中描述了对某些富勒管的实验分离，证明了它们的存在，但没有识别出所有的富勒管。
在Côté的指导下，波雷特开始着手推进这方面的知识。
“伊曼纽尔在抽象数学方面有很强的背景，”波雷特回忆说，“他为我的研究小组增加了一个有趣的维度，我们的研究重点是更多的计算方法。”
Côté表示:“目前还很难说，但一种可能性是产生氢气。”“目前，使用的是一种由铂和铷制成的催化剂，这两种催化剂都是稀有且昂贵的。用C130等碳结构取代它们，将使以‘更环保’的方式生产氢成为可能。”
研究结果发表在《美国化学学会杂志》上。
